JPH03172020A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
- Publication number
- JPH03172020A JPH03172020A JP1311367A JP31136789A JPH03172020A JP H03172020 A JPH03172020 A JP H03172020A JP 1311367 A JP1311367 A JP 1311367A JP 31136789 A JP31136789 A JP 31136789A JP H03172020 A JPH03172020 A JP H03172020A
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- JP
- Japan
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- fet
- circuit
- differential amplifier
- output terminal
- source follower
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Links
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の口的]
(産業上の利用分野)
本允明は、FETを用いて構成された、差動増幅凹路か
らなるスイッチング段とソースフオロアM路からなるバ
ソファ段を備えた半導体集積凹路に関する。
らなるスイッチング段とソースフオロアM路からなるバ
ソファ段を備えた半導体集積凹路に関する。
(従来の技術)
GaAs集積回路は、St集積回路に比べて高速動作が
可能なものとして注目されている。したがって各種の電
子機器において、特に高速性を要する回路部にGaAs
集積回路を用い、それ以外の回路部には汎用性の高いS
i集積回路を用いるといったことが行われる。この様に
大種の半導体集積回路を同一ボード上に混在させて用い
る場合、それぞれの電源電圧や入出力の信号レベルを揃
えることが必要になる。たとえば、Si集積回路として
ECL論理回路を用いた場合、GaAs集積回路として
はこのECL回路に類似したWi戊のSCFL園路が好
ましい。
可能なものとして注目されている。したがって各種の電
子機器において、特に高速性を要する回路部にGaAs
集積回路を用い、それ以外の回路部には汎用性の高いS
i集積回路を用いるといったことが行われる。この様に
大種の半導体集積回路を同一ボード上に混在させて用い
る場合、それぞれの電源電圧や入出力の信号レベルを揃
えることが必要になる。たとえば、Si集積回路として
ECL論理回路を用いた場合、GaAs集積回路として
はこのECL回路に類似したWi戊のSCFL園路が好
ましい。
第2囚は、SCFL論理回路の基本構成例である。この
論理回路は、差動増幅凹路1とバッファ回路2とから構
成されている。差動増幅口路1は、ソースが共通に電流
源用FET−03に接続された第1,第2のドライバF
ET−Ql ,Q2を主体として構成されている。バッ
ファ回路2は、差動増幅回路1の第1,第2の出力端子
Nl,N2にそれぞれ接続されたソースフォロア回路か
らなる。
論理回路は、差動増幅凹路1とバッファ回路2とから構
成されている。差動増幅口路1は、ソースが共通に電流
源用FET−03に接続された第1,第2のドライバF
ET−Ql ,Q2を主体として構成されている。バッ
ファ回路2は、差動増幅回路1の第1,第2の出力端子
Nl,N2にそれぞれ接続されたソースフォロア回路か
らなる。
この様なSCFL論裡ri″i′I78において、負荷
容量が大きい場合、たとえばファンアウト数が2以上の
場合、或いは出力端子に繋がる配線長がIIII!以上
と長い場合など、差動増幅回路1に流れる電流に対して
、バッファ回路2に流れる電流を数(ε以上と大きくす
ることが必要になる。具体的には、差動増幅回路1のF
ETに対してバッファ回路2のFETのゲート幅を数倍
大きくする。この倍率はもちろん、h荷容量によって最
適化した値に設定されることになるが、大きい負荷駆動
能力を持たせると、バッファ回路での消費電力がSCF
L1r!1路全体の消費電力を支配するり■こなる。例
えばSCFLM路の駆動能力をI1倍にしようとすると
、第2図のように二つのソースフォロア回路をもつ場合
、SCFL回路として2 n倍に近い消費電力の増大を
もたらす。
容量が大きい場合、たとえばファンアウト数が2以上の
場合、或いは出力端子に繋がる配線長がIIII!以上
と長い場合など、差動増幅回路1に流れる電流に対して
、バッファ回路2に流れる電流を数(ε以上と大きくす
ることが必要になる。具体的には、差動増幅回路1のF
ETに対してバッファ回路2のFETのゲート幅を数倍
大きくする。この倍率はもちろん、h荷容量によって最
適化した値に設定されることになるが、大きい負荷駆動
能力を持たせると、バッファ回路での消費電力がSCF
L1r!1路全体の消費電力を支配するり■こなる。例
えばSCFLM路の駆動能力をI1倍にしようとすると
、第2図のように二つのソースフォロア回路をもつ場合
、SCFL回路として2 n倍に近い消費電力の増大を
もたらす。
(発明が解決しようとする課題)
以上のようにバッファ口路を持っSCFL論理回路では
、負荷容量が大きい場合にバッファ回路での消費電力が
全体の消費電力を支配し、駆動能力を上げようとすると
全体の消費電力が大きく増大するという問題があった。
、負荷容量が大きい場合にバッファ回路での消費電力が
全体の消費電力を支配し、駆動能力を上げようとすると
全体の消費電力が大きく増大するという問題があった。
本発明は、この様な点に鑑みなされたもので、消費電力
の増大を抑えながら駆動能力増大を可能とした半導体集
積回路を提供することを目的とする。
の増大を抑えながら駆動能力増大を可能とした半導体集
積回路を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明に係る半導体集積回路は、ソースが』(通に定電
流源に接続された第1,第2のFETを持つ差動増幅回
路と、この差動増幅回路の一方の出力端子にゲートが接
続されたソースフォロア用の第3のFET,およびこの
第3のFETのソースに接続された電流源用の第4のF
ETを有するバッファ回路とを有し、かっ差動増幅回路
の他方の出力端子と第4のFETのゲートとの間にカッ
ブリング用キャパシタが接続されていることを特徴とす
る。
流源に接続された第1,第2のFETを持つ差動増幅回
路と、この差動増幅回路の一方の出力端子にゲートが接
続されたソースフォロア用の第3のFET,およびこの
第3のFETのソースに接続された電流源用の第4のF
ETを有するバッファ回路とを有し、かっ差動増幅回路
の他方の出力端子と第4のFETのゲートとの間にカッ
ブリング用キャパシタが接続されていることを特徴とす
る。
(作用)
このI1な横或とすれば、差動増幅回路のーh″の出力
端子が“H”レベルになってソースフォロア用の第3の
FETがオン駆動される時、差動増幅川路の他方の出力
端子の“L゜レベル出力がキャパシタを介してソースフ
ォロア回路の電流源用の第4のFETのゲートにカップ
リングしてこれをオフ駆動する。この様に電流源川の第
4のFETをスイッチング動作させることにより、ソー
スフォロア回路の貰通電流が低減され、ソースフォロア
用FETを通して負荷に大きい駆動電流を供給すること
ができる。したがって全体として従来と同程度の消費電
力で従来より大きい駆動能力が得られる。従来と同程度
の駆動能力とすれば、消費電力を代減することができる
。
端子が“H”レベルになってソースフォロア用の第3の
FETがオン駆動される時、差動増幅川路の他方の出力
端子の“L゜レベル出力がキャパシタを介してソースフ
ォロア回路の電流源用の第4のFETのゲートにカップ
リングしてこれをオフ駆動する。この様に電流源川の第
4のFETをスイッチング動作させることにより、ソー
スフォロア回路の貰通電流が低減され、ソースフォロア
用FETを通して負荷に大きい駆動電流を供給すること
ができる。したがって全体として従来と同程度の消費電
力で従来より大きい駆動能力が得られる。従来と同程度
の駆動能力とすれば、消費電力を代減することができる
。
(実施例)
以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は一実施例のSCFL論理川路である。
基本構成は第2図と同様であり、したがって第2図と対
応する部分には同一符号を付してある。なおFETは全
てノーノリ・オフ型のnチャネルMESFETである。
応する部分には同一符号を付してある。なおFETは全
てノーノリ・オフ型のnチャネルMESFETである。
差動増幅回路1は、ソースを共通接続した第1,第2の
FET−Ql ,Q2、これらのドレインと一方の電源
線の間に設けられた負荷抵抗Rl,R2、共通ソースに
接続された定電流源用の第3のFET−03および電流
源抵抗R3により構成されている。バッファ回路2は、
差動増幅回路酢1の第1.第2の出力端子Nl,N2に
それぞれ接続された第1,第2のソースフォロア回路に
より構威されている。第1のソースフォロア回路は、ゲ
ートが差動増幅回路1の第1の出力端子Nlに接続され
たソースフォロア用の第3のFET−Q4,このFET
−Q4のソースにレベルシフト用ダイオードDIを介し
て接続された電流源用の第4のFET−Q5およびその
ソースに接続された電流源川抵抗R4により構成されて
いる。第2のソースフォロア口路は、ゲートが差動増幅
回路1の第2の出力端子N2に接続されたソースフォロ
ア用の第5のFET−QB 、このFET−Q5のソー
スにレベルシフト用ダイオードD2を介して接続された
電流源用の第6のFET−Q7およびそのソースに接続
された電流源用抵抗R5により構成されている。
FET−Ql ,Q2、これらのドレインと一方の電源
線の間に設けられた負荷抵抗Rl,R2、共通ソースに
接続された定電流源用の第3のFET−03および電流
源抵抗R3により構成されている。バッファ回路2は、
差動増幅回路酢1の第1.第2の出力端子Nl,N2に
それぞれ接続された第1,第2のソースフォロア回路に
より構威されている。第1のソースフォロア回路は、ゲ
ートが差動増幅回路1の第1の出力端子Nlに接続され
たソースフォロア用の第3のFET−Q4,このFET
−Q4のソースにレベルシフト用ダイオードDIを介し
て接続された電流源用の第4のFET−Q5およびその
ソースに接続された電流源川抵抗R4により構成されて
いる。第2のソースフォロア口路は、ゲートが差動増幅
回路1の第2の出力端子N2に接続されたソースフォロ
ア用の第5のFET−QB 、このFET−Q5のソー
スにレベルシフト用ダイオードD2を介して接続された
電流源用の第6のFET−Q7およびそのソースに接続
された電流源用抵抗R5により構成されている。
差動堆幅回路1の第1の出力端了N1に接続されたソー
スフォロア回路の電流源用の第4のFET−05のゲー
トと、羞動増幅回781の第2の出力端了N2の間には
カップリング用キャパシタC1が接続されている。差動
増幅回路1の第2の出力端子N2に接続されたソースフ
ォロア回路の電流ハス用の第6のFET−Q7のゲート
と、差動七躯四うδ1の第1の出力端子Nlの間にもカ
ップリング川キャバンタC2が接続されている。これら
のキャパシタCl,C2は、MIMli造のキャパシタ
である。またこれらのキャパシタCC2によりそれぞれ
FET−Q5,Q7のゲート騙動を行うために、これら
のゲートと定電圧源VIIMとの間には抵IAR6,R
7がそれぞれ接続されている。
スフォロア回路の電流源用の第4のFET−05のゲー
トと、羞動増幅回781の第2の出力端了N2の間には
カップリング用キャパシタC1が接続されている。差動
増幅回路1の第2の出力端子N2に接続されたソースフ
ォロア回路の電流ハス用の第6のFET−Q7のゲート
と、差動七躯四うδ1の第1の出力端子Nlの間にもカ
ップリング川キャバンタC2が接続されている。これら
のキャパシタCl,C2は、MIMli造のキャパシタ
である。またこれらのキャパシタCC2によりそれぞれ
FET−Q5,Q7のゲート騙動を行うために、これら
のゲートと定電圧源VIIMとの間には抵IAR6,R
7がそれぞれ接続されている。
このように構成されたSCFL論理口路の動作を説明す
る。いま、差動増知囲路1の第1の出力端子Nlが″L
”レベルから“H′レベルに変化する場合を考える。第
1の出力端子N1が“H”レベルに変化すると、第3の
FET−Q4はオン駆動される。このとき第3のFET
−04に接続された電流源用の第4のFET−Q5のゲ
ートには、第1の出力端子Nl とは逆相の変化をする
第2の出力端子N2の変化がキャパシタCIを通して伝
えられ、オフ駆動される。つまり、ソースフォロア回路
を構成するFET−Q4 ,Q5が相補的に駆動される
ことになる。この結果、FET−Q4につながる負殉容
量に対して、カップリング用キャパシタがない従来の場
合に比べてより効果的に駆動電流を供給できることにな
る。FET−Q8.Q7を持つ他方のソースフォロア口
路でも同様である。
る。いま、差動増知囲路1の第1の出力端子Nlが″L
”レベルから“H′レベルに変化する場合を考える。第
1の出力端子N1が“H”レベルに変化すると、第3の
FET−Q4はオン駆動される。このとき第3のFET
−04に接続された電流源用の第4のFET−Q5のゲ
ートには、第1の出力端子Nl とは逆相の変化をする
第2の出力端子N2の変化がキャパシタCIを通して伝
えられ、オフ駆動される。つまり、ソースフォロア回路
を構成するFET−Q4 ,Q5が相補的に駆動される
ことになる。この結果、FET−Q4につながる負殉容
量に対して、カップリング用キャパシタがない従来の場
合に比べてより効果的に駆動電流を供給できることにな
る。FET−Q8.Q7を持つ他方のソースフォロア口
路でも同様である。
より具体的なデータを説明する。全てのFETは、ゲー
ト長1μm1ゲート幅18μmのnチャネルMESFE
Tとした。抵抗Rl〜R5は全て1kΩ、キャパシタC
I,C2は100fFとし、批抗R6およびR7は10
kΩとした。差動増幅回路1に流れる電流は0.8mA
,バッファ回路2を構成する二つのソースフォロア回路
に流れる電流もそれぞれ0.8mAとなるように、バイ
アスを設定した。この様な条件で、論理口路の伝達特性
の負荷容量依存性を測定した結果、D. 5psec
/ f Fなる値が得られた。カップリング用キャパ
シタを用いない従来の第2図の構成で同様の素子条件の
場合、伝達特性の負荷容量依存性はl.Opsecであ
り、この実施例の方が2倍の駆動能力を発揮する。また
従来の第2図の構或でこの大施例と同程度の負Q駆動能
力を出すためには、およそ3倍の消費電力を必要とする
。
ト長1μm1ゲート幅18μmのnチャネルMESFE
Tとした。抵抗Rl〜R5は全て1kΩ、キャパシタC
I,C2は100fFとし、批抗R6およびR7は10
kΩとした。差動増幅回路1に流れる電流は0.8mA
,バッファ回路2を構成する二つのソースフォロア回路
に流れる電流もそれぞれ0.8mAとなるように、バイ
アスを設定した。この様な条件で、論理口路の伝達特性
の負荷容量依存性を測定した結果、D. 5psec
/ f Fなる値が得られた。カップリング用キャパ
シタを用いない従来の第2図の構成で同様の素子条件の
場合、伝達特性の負荷容量依存性はl.Opsecであ
り、この実施例の方が2倍の駆動能力を発揮する。また
従来の第2図の構或でこの大施例と同程度の負Q駆動能
力を出すためには、およそ3倍の消費電力を必要とする
。
本発明は上記大施例に限られない。例えば丈施例ではノ
ーマリ・オフ型MESFETを用いた場合を説明したが
、ノーマリ・オン型MESFETを用いた場合、或いは
ノーマリ・オン型とノーマリ・オフ型を泥在させた場合
も有効である。カップリング川キャパシタとして、MI
M4iIi造のほか、ショットキー・ダイオードやpn
接合ダイオードを用いることもできる。抵抗には、例え
ばノーマリ●オン型MESFETを用いることも可能で
ある。MESFETの他、MISFETを用いてもよい
。
ーマリ・オフ型MESFETを用いた場合を説明したが
、ノーマリ・オン型MESFETを用いた場合、或いは
ノーマリ・オン型とノーマリ・オフ型を泥在させた場合
も有効である。カップリング川キャパシタとして、MI
M4iIi造のほか、ショットキー・ダイオードやpn
接合ダイオードを用いることもできる。抵抗には、例え
ばノーマリ●オン型MESFETを用いることも可能で
ある。MESFETの他、MISFETを用いてもよい
。
さらに実施例では、バッファ目路として差動増幅回路の
二つの出力端子にそれぞれソースフオロア回路を設けた
差動出力型の場合を説明したが、差動増幅園路の一方の
出力のみを用いるシングル・エンド型として構威する場
合にも、同様に本発明は有効である。
二つの出力端子にそれぞれソースフオロア回路を設けた
差動出力型の場合を説明したが、差動増幅園路の一方の
出力のみを用いるシングル・エンド型として構威する場
合にも、同様に本発明は有効である。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、バッファ回路をtg
成tるソースフオロア回路の二つのFETを相補出力で
駆動するようにカップリング用キャパシタを設けること
によって、低渭費電力で高い駆動能力を持った蕩理集積
回路を得ることができる。
成tるソースフオロア回路の二つのFETを相補出力で
駆動するようにカップリング用キャパシタを設けること
によって、低渭費電力で高い駆動能力を持った蕩理集積
回路を得ることができる。
第1図は、本発明の一実施例のSCFL論理回路を示す
図、 第2図は従来のSCFL論理回路を示す図である。 1・・・差動堆幅川路、2・・・バッファ回路、Q1・
・・第1のFET,Q2・・・第2のFET,Q3・・
・電流源用FET,Q4・・・第3のFET (ソース
フォロア用)、Q5・・・第4のFET (電流鯨用)
、Q6・・・第5のFET (ソースフォロア用)、Q
7・・・昂6のFET(電流源用)、DI,D2・・・
レベルシフト・ダイオード、CI,C2・・・カップリ
ング用キャパシタ、R1〜R7・・・抵抗。
図、 第2図は従来のSCFL論理回路を示す図である。 1・・・差動堆幅川路、2・・・バッファ回路、Q1・
・・第1のFET,Q2・・・第2のFET,Q3・・
・電流源用FET,Q4・・・第3のFET (ソース
フォロア用)、Q5・・・第4のFET (電流鯨用)
、Q6・・・第5のFET (ソースフォロア用)、Q
7・・・昂6のFET(電流源用)、DI,D2・・・
レベルシフト・ダイオード、CI,C2・・・カップリ
ング用キャパシタ、R1〜R7・・・抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ソースが共通に定電流源に接続された第1、第2のFE
Tを持つ差動増幅回路と、 この差動増幅回路の一方の出力端子にゲートが接続され
たソースフォロア用の第3のFETと、この第3のFE
Tのソースに接続された電流源用の第4のFETを有す
るバッファ回路と、 前記差動増幅回路の他方の出力端子と前記第4のFET
のゲートとの間に接続されたカップリング用キャパシタ
と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311367A JPH03172020A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311367A JPH03172020A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03172020A true JPH03172020A (ja) | 1991-07-25 |
Family
ID=18016320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1311367A Pending JPH03172020A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 半導体集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03172020A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05335413A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
JP2006067185A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Nec Electronics Corp | クロックバッファ回路 |
WO2013054474A1 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 出力バッファ回路 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311367A patent/JPH03172020A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05335413A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
JP2006067185A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Nec Electronics Corp | クロックバッファ回路 |
JP4578896B2 (ja) * | 2004-08-26 | 2010-11-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | クロックバッファ回路 |
WO2013054474A1 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 出力バッファ回路 |
JP5374650B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-12-25 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 出力バッファ回路 |
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